JPH11217019A - 暖房用熱交換器 - Google Patents
暖房用熱交換器Info
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- JPH11217019A JPH11217019A JP2134998A JP2134998A JPH11217019A JP H11217019 A JPH11217019 A JP H11217019A JP 2134998 A JP2134998 A JP 2134998A JP 2134998 A JP2134998 A JP 2134998A JP H11217019 A JPH11217019 A JP H11217019A
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- Japan
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- electric heating
- heating element
- heat
- corrugated fins
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温水の低温時に、電気発熱体から空気側への
伝熱量の増加を図る。 【解決手段】 温水が流通する偏平チューブ6とコルゲ
ートフィン7との組合せにより熱交換用コア部3を構成
し、この熱交換用コア部3の一部の部位に電気発熱体9
を設置する暖房用熱交換器において、コルゲートフィン
7のうち、電気発熱体9の両隣に位置するコルゲートフ
ィン70の高さfh1 を、他の部位のコルゲートフィン
7の高さfh2 より高くした。これにより、両隣のコル
ゲートフィン70における空気側への伝熱量を他の部位
のコルゲートフィン7より増大できる。そのため、電気
発熱体9の発熱量の空気側への伝熱割合を増大させ、電
気発熱体9の熱が低温の熱源流体に伝熱されるのを効果
的に抑制できる。
伝熱量の増加を図る。 【解決手段】 温水が流通する偏平チューブ6とコルゲ
ートフィン7との組合せにより熱交換用コア部3を構成
し、この熱交換用コア部3の一部の部位に電気発熱体9
を設置する暖房用熱交換器において、コルゲートフィン
7のうち、電気発熱体9の両隣に位置するコルゲートフ
ィン70の高さfh1 を、他の部位のコルゲートフィン
7の高さfh2 より高くした。これにより、両隣のコル
ゲートフィン70における空気側への伝熱量を他の部位
のコルゲートフィン7より増大できる。そのため、電気
発熱体9の発熱量の空気側への伝熱割合を増大させ、電
気発熱体9の熱が低温の熱源流体に伝熱されるのを効果
的に抑制できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気発熱体を一体化
した暖房用熱交換器に関するもので、車両エンジン(内
燃機関)にて加熱された温水(エンジン冷却水)を熱源
として空気を加熱する車両暖房用熱交換器に用いて好適
である。
した暖房用熱交換器に関するもので、車両エンジン(内
燃機関)にて加熱された温水(エンジン冷却水)を熱源
として空気を加熱する車両暖房用熱交換器に用いて好適
である。
【0002】
【従来の技術】近年、車両エンジンの高効率化に伴い、
エンジン暖機後においても車両エンジンの冷却水(温
水)温度が従前に比して低めの温度となる傾向にある。
そのため、エンジン冷却水からの廃熱を利用して車室内
の暖房を行う温水式空調装置においては、暖房能力不足
が課題になっている。
エンジン暖機後においても車両エンジンの冷却水(温
水)温度が従前に比して低めの温度となる傾向にある。
そのため、エンジン冷却水からの廃熱を利用して車室内
の暖房を行う温水式空調装置においては、暖房能力不足
が課題になっている。
【0003】そこで、特開平5−69732号公報等で
は、温水式の暖房用熱交換器に電気発熱体を一体化し、
温水温度が低いときには電気発熱体に通電して、電気発
熱体の発熱により暖房空気を加熱することにより、暖房
能力の不足を解消するものが提案されている。
は、温水式の暖房用熱交換器に電気発熱体を一体化し、
温水温度が低いときには電気発熱体に通電して、電気発
熱体の発熱により暖房空気を加熱することにより、暖房
能力の不足を解消するものが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術では、車両エンジンの始動直後のように温水の低温時
には、暖房即効性の向上のために、電気発熱体の最大能
力を必要とするのであるが、暖房用熱交換器の熱交換用
コア部内に電気発熱体が一体化され、電気発熱体が隣接
するコルゲートフィンを介してチューブに伝熱可能に接
合されるので、電気発熱体の発熱量の一部がチューブ内
を流通する低温の温水に奪われてしまい、電気発熱体の
発熱量により暖房空気を効率良く加熱することができな
い。
術では、車両エンジンの始動直後のように温水の低温時
には、暖房即効性の向上のために、電気発熱体の最大能
力を必要とするのであるが、暖房用熱交換器の熱交換用
コア部内に電気発熱体が一体化され、電気発熱体が隣接
するコルゲートフィンを介してチューブに伝熱可能に接
合されるので、電気発熱体の発熱量の一部がチューブ内
を流通する低温の温水に奪われてしまい、電気発熱体の
発熱量により暖房空気を効率良く加熱することができな
い。
【0005】その結果、暖房空気の車室内への吹出空気
温度が十分上昇せず、電気発熱体による暖房即効性を効
果的に発揮できないという不具合がある。本発明は上記
点に鑑みてなされたもので、温水等の熱源流体の低温時
に、電気発熱体から空気側への伝熱量の増加を図ること
を目的とする。
温度が十分上昇せず、電気発熱体による暖房即効性を効
果的に発揮できないという不具合がある。本発明は上記
点に鑑みてなされたもので、温水等の熱源流体の低温時
に、電気発熱体から空気側への伝熱量の増加を図ること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、熱源流体が流通するチュ
ーブ手段(6)と、このチューブ手段(6)に伝熱関係
に組付けられたフィン手段(7)とにより熱交換用コア
部(3)が構成され、この熱交換用コア部(3)の一部
の部位に電気発熱体(9)を設置する暖房用熱交換器に
おいて、フィン手段(7)のうち、電気発熱体(9)の
両隣に位置するフィン手段(70)の少なくとも一方の
高さ(fh1 )を、他の部位のフィン手段(7)の高さ
(fh2 )より高くしたことを特徴としている。
め、請求項1記載の発明では、熱源流体が流通するチュ
ーブ手段(6)と、このチューブ手段(6)に伝熱関係
に組付けられたフィン手段(7)とにより熱交換用コア
部(3)が構成され、この熱交換用コア部(3)の一部
の部位に電気発熱体(9)を設置する暖房用熱交換器に
おいて、フィン手段(7)のうち、電気発熱体(9)の
両隣に位置するフィン手段(70)の少なくとも一方の
高さ(fh1 )を、他の部位のフィン手段(7)の高さ
(fh2 )より高くしたことを特徴としている。
【0007】これによると、電気発熱体(9)の両隣の
フィン手段(70)の高さ(fh1)を高くすることに
より、このフィン手段(70)における空気側への伝熱
量を他の部位のフィン手段(7)より増大できる。その
ため、電気発熱体(9)の発熱量の空気側への伝熱割合
を増大させ、電気発熱体(9)の熱が低温の熱源流体に
伝熱されるのを効果的に抑制できる。その結果、電気発
熱体(9)の熱で効率よく暖房空気を加熱でき、電気発
熱体による暖房即効性を効果的に発揮できる。
フィン手段(70)の高さ(fh1)を高くすることに
より、このフィン手段(70)における空気側への伝熱
量を他の部位のフィン手段(7)より増大できる。その
ため、電気発熱体(9)の発熱量の空気側への伝熱割合
を増大させ、電気発熱体(9)の熱が低温の熱源流体に
伝熱されるのを効果的に抑制できる。その結果、電気発
熱体(9)の熱で効率よく暖房空気を加熱でき、電気発
熱体による暖房即効性を効果的に発揮できる。
【0008】請求項2記載の発明では、熱源流体が流通
する偏平チューブ(6)とコルゲートフィン(7)との
組合せにより熱交換用コア部(3)を構成し、この熱交
換用コア部(3)の一部の部位に電気発熱体(9)を設
置する暖房用熱交換器において、コルゲートフィン
(7)のうち、電気発熱体(9)の両隣に位置するコル
ゲートフィン(70)の少なくとも一方の高さ(f
h1 )を、他の部位のコルゲートフィン(7)の高さ
(fh2 )より高くしたことを特徴としている。
する偏平チューブ(6)とコルゲートフィン(7)との
組合せにより熱交換用コア部(3)を構成し、この熱交
換用コア部(3)の一部の部位に電気発熱体(9)を設
置する暖房用熱交換器において、コルゲートフィン
(7)のうち、電気発熱体(9)の両隣に位置するコル
ゲートフィン(70)の少なくとも一方の高さ(f
h1 )を、他の部位のコルゲートフィン(7)の高さ
(fh2 )より高くしたことを特徴としている。
【0009】これによると、偏平チューブ(6)とコル
ゲートフィン(7)との組合せを持つ熱交換用コア部
(3)において、請求項1と同様の作用効果を発揮でき
る。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施
形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
ゲートフィン(7)との組合せを持つ熱交換用コア部
(3)において、請求項1と同様の作用効果を発揮でき
る。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施
形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。 (第1実施形態)図1〜図4は本発明を適用した車両暖
房用熱交換器の第1実施形態を示すもので、図1におい
て、暖房用熱交換器Hは、温水入口側タンク1と、温水
出口側タンク2と、この両タンク1、2の間に設けられ
た熱交換用コア部3とを有している。
づいて説明する。 (第1実施形態)図1〜図4は本発明を適用した車両暖
房用熱交換器の第1実施形態を示すもので、図1におい
て、暖房用熱交換器Hは、温水入口側タンク1と、温水
出口側タンク2と、この両タンク1、2の間に設けられ
た熱交換用コア部3とを有している。
【0011】温水入口側タンク1には図示しない車両エ
ンジンからの温水(エンジン冷却水)が流入する入口パ
イプ4が設けられ、温水出口側タンク2には温水を外部
へ流出させ、エンジン側に還流させる出口パイプ5が設
けられている。なお、本例の熱交換器は図1に示すよう
に左右対称形であるので、温水入口側タンク1と温水出
口側タンク2とを左右逆転してもよい。
ンジンからの温水(エンジン冷却水)が流入する入口パ
イプ4が設けられ、温水出口側タンク2には温水を外部
へ流出させ、エンジン側に還流させる出口パイプ5が設
けられている。なお、本例の熱交換器は図1に示すよう
に左右対称形であるので、温水入口側タンク1と温水出
口側タンク2とを左右逆転してもよい。
【0012】各タンク1、2はそれぞれタンク本体部1
a、2aと、このタンク本体部1a、2aの開口端面を
閉じるシートメタル1b、2bとからなり、図1の上下
方向が長手方向となる周知のタンク構造である。そし
て、シートメタル1b、2bには偏平状のチューブ挿入
穴(図示せず)が多数個、図1の上下方向に1列または
複数列並んで形成されている。
a、2aと、このタンク本体部1a、2aの開口端面を
閉じるシートメタル1b、2bとからなり、図1の上下
方向が長手方向となる周知のタンク構造である。そし
て、シートメタル1b、2bには偏平状のチューブ挿入
穴(図示せず)が多数個、図1の上下方向に1列または
複数列並んで形成されている。
【0013】熱交換用コア部3は暖房用空気の流れ方向
Aに対して平行な偏平状に形成された偏平チューブ(チ
ューブ手段)6を多数個図1の上下方向に並列配置して
いる。そして、この多数個の偏平チューブ6相互の間に
波形状に成形されたコルゲートフィン(フィン手段)
7、70を配置し接合している。このコルゲートフィン
7、70には周知のごとく暖房用空気の流れ方向Aに対
して所定角度で斜めに多数のルーバ7a、70a(図
4)が切り起こし成形されており、このルーバ7a、7
0aの成形によりフィン熱伝達率を向上させている。
Aに対して平行な偏平状に形成された偏平チューブ(チ
ューブ手段)6を多数個図1の上下方向に並列配置して
いる。そして、この多数個の偏平チューブ6相互の間に
波形状に成形されたコルゲートフィン(フィン手段)
7、70を配置し接合している。このコルゲートフィン
7、70には周知のごとく暖房用空気の流れ方向Aに対
して所定角度で斜めに多数のルーバ7a、70a(図
4)が切り起こし成形されており、このルーバ7a、7
0aの成形によりフィン熱伝達率を向上させている。
【0014】偏平チューブ6の両端開口部はシートメタ
ル1b、2bのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、
接合される。また、コア部3の最外側(図1の上下両端
部)のコルゲートフィン7のさらに外側にはサイドプレ
ート8a、8bが配設され、このサイドプレート8a、
8bは最外側のコルゲートフィン7およびシートメタル
1b、2bに接合される。
ル1b、2bのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、
接合される。また、コア部3の最外側(図1の上下両端
部)のコルゲートフィン7のさらに外側にはサイドプレ
ート8a、8bが配設され、このサイドプレート8a、
8bは最外側のコルゲートフィン7およびシートメタル
1b、2bに接合される。
【0015】さらに、熱交換用コア部3の一部の部位
に、偏平チューブ6の代わりに、電気発熱体9を設置し
ている。図1の例では、熱交換用コア部3の4箇所(斜
線部)に電気発熱体9を等間隔で設置している。そし
て、熱交換用コア部3のうち、電気発熱体9が設置され
る部位では、隣接するコルゲートフィン7の折り曲げ頂
部の間に、偏平チューブ6の長手方向に延びる断面U字
状の保持板10を配置している。図2、4に示すよう
に、この保持板10のU字状曲げ形状からなる閉塞端部
10aが熱交換用コア部3の空気入口側に向き、他端側
の開口部10bが熱交換用コア部3の空気出口側に向く
ように、保持板10の配置方向が設定されている。
に、偏平チューブ6の代わりに、電気発熱体9を設置し
ている。図1の例では、熱交換用コア部3の4箇所(斜
線部)に電気発熱体9を等間隔で設置している。そし
て、熱交換用コア部3のうち、電気発熱体9が設置され
る部位では、隣接するコルゲートフィン7の折り曲げ頂
部の間に、偏平チューブ6の長手方向に延びる断面U字
状の保持板10を配置している。図2、4に示すよう
に、この保持板10のU字状曲げ形状からなる閉塞端部
10aが熱交換用コア部3の空気入口側に向き、他端側
の開口部10bが熱交換用コア部3の空気出口側に向く
ように、保持板10の配置方向が設定されている。
【0016】また、保持板10は、その対向する2つの
板面10c、10d相互の間に所定間隔を設定し、その
状態で、この2つの板面10c、10dをそれぞれコル
ゲートフィン7の折り曲げ頂部に接合するようにしてあ
る。電気発熱体9は、開口部10bから保持板10の内
部に挿入されて保持される。ここで、電気発熱体9は保
持板10に対して後述の構造により電気的に絶縁して保
持される。
板面10c、10d相互の間に所定間隔を設定し、その
状態で、この2つの板面10c、10dをそれぞれコル
ゲートフィン7の折り曲げ頂部に接合するようにしてあ
る。電気発熱体9は、開口部10bから保持板10の内
部に挿入されて保持される。ここで、電気発熱体9は保
持板10に対して後述の構造により電気的に絶縁して保
持される。
【0017】なお、保持板10の全体の厚さt1 は、偏
平チューブ6の厚さt2 と同一に設定してあるので、偏
平チューブ6の代わりに保持板10を隣接するコルゲー
トフィン70、70相互の間に設置できる。 ところで、
本例における熱交換器では、上記各構成部品1〜8bの
すべてがアルミニュウム(アルミニュウム合金も含む)
にて成形されており、また、断面U字状の保持板10も
同様にアルミニュウムにて成形されている。
平チューブ6の厚さt2 と同一に設定してあるので、偏
平チューブ6の代わりに保持板10を隣接するコルゲー
トフィン70、70相互の間に設置できる。 ところで、
本例における熱交換器では、上記各構成部品1〜8bの
すべてがアルミニュウム(アルミニュウム合金も含む)
にて成形されており、また、断面U字状の保持板10も
同様にアルミニュウムにて成形されている。
【0018】電気発熱体9は図2、3に示す構造になっ
ており、板状の発熱体素子9aと、この発熱体素子9a
の表裏両面に配置された細長の平板状の電極板9b、9
cとからなる3層のサンドウイッチ構造になっている。
そして、この電極板9b、9cの周囲を全周にわたって
電気的絶縁材料からなる被覆部材9dにより被覆してい
る。ここで、発熱体素子9aは所定の設定温度(例え
ば、160°C付近)T 0 にて抵抗値が急増する正の抵
抗温度特性を有する抵抗体材料(例えば、チタン酸バリ
ウム)からなるPTCヒータ素子である。
ており、板状の発熱体素子9aと、この発熱体素子9a
の表裏両面に配置された細長の平板状の電極板9b、9
cとからなる3層のサンドウイッチ構造になっている。
そして、この電極板9b、9cの周囲を全周にわたって
電気的絶縁材料からなる被覆部材9dにより被覆してい
る。ここで、発熱体素子9aは所定の設定温度(例え
ば、160°C付近)T 0 にて抵抗値が急増する正の抵
抗温度特性を有する抵抗体材料(例えば、チタン酸バリ
ウム)からなるPTCヒータ素子である。
【0019】発熱体素子9aの両電極板9b、9cはア
ルミニュウム、銅、ステンレス等の導電金属材から成形
されており、発熱体素子9aと両電極板9b、9cは互
いに圧接することにより、両者間の電気的導通を得るよ
うにしてある。被覆部材9dが保持板10の板面10
c、10dの内側面に圧接するようにして、電気発熱体
9は保持板10の内部に組み付けられる。ここで、被覆
部材9dは保持板10と両電極板9b、9cとの間の電
気的な絶縁作用を果たすものであるが、発熱体素子9a
の熱を保持板10に伝導する役割を果たすため、被覆部
材9dの厚さは25μ〜100μ程度の薄膜状にしてい
る。被覆部材9dの具体的材質としては、高耐熱性の樹
脂(例えば、ポリイミド樹脂等)が好ましい。
ルミニュウム、銅、ステンレス等の導電金属材から成形
されており、発熱体素子9aと両電極板9b、9cは互
いに圧接することにより、両者間の電気的導通を得るよ
うにしてある。被覆部材9dが保持板10の板面10
c、10dの内側面に圧接するようにして、電気発熱体
9は保持板10の内部に組み付けられる。ここで、被覆
部材9dは保持板10と両電極板9b、9cとの間の電
気的な絶縁作用を果たすものであるが、発熱体素子9a
の熱を保持板10に伝導する役割を果たすため、被覆部
材9dの厚さは25μ〜100μ程度の薄膜状にしてい
る。被覆部材9dの具体的材質としては、高耐熱性の樹
脂(例えば、ポリイミド樹脂等)が好ましい。
【0020】上記電極板9bは正極側電極板であり、ま
た、上記電極板9cは負極側電極板であり、それぞれ外
部回路との電気接続用の端子部9e、9f(図1)が一
体成形されている。なお、各電気発熱体9の電極板9
b、9cに一体成形された端子部9e、9fには、図示
しない外部制御回路が電気接続され、この外部制御回路
を介して車載電源から各電気発熱体9に通電されるよう
になっている。
た、上記電極板9cは負極側電極板であり、それぞれ外
部回路との電気接続用の端子部9e、9f(図1)が一
体成形されている。なお、各電気発熱体9の電極板9
b、9cに一体成形された端子部9e、9fには、図示
しない外部制御回路が電気接続され、この外部制御回路
を介して車載電源から各電気発熱体9に通電されるよう
になっている。
【0021】12、13はステンレスのような耐食性に
優れた金属材料からなる締結(バンド)部材であって、
熱交換用コア部3の空気入口側の面および空気出口側の
面の両方に配置される。締結部材12、13はその両端
に折り曲げ形状からなる引掛け部を有しており、この引
掛け部を上下のサイドプレート8a、8bの長手方向の
中央部に形成された係止溝部8c、8dに引掛けて、上
下のサイドプレート8a、8bの間に装着する。
優れた金属材料からなる締結(バンド)部材であって、
熱交換用コア部3の空気入口側の面および空気出口側の
面の両方に配置される。締結部材12、13はその両端
に折り曲げ形状からなる引掛け部を有しており、この引
掛け部を上下のサイドプレート8a、8bの長手方向の
中央部に形成された係止溝部8c、8dに引掛けて、上
下のサイドプレート8a、8bの間に装着する。
【0022】この締結部材12、13の装着により、電
気発熱体9を保持板10の板面10c、10d間に圧接
保持させる締付け力を熱交換用コア部3に対して作用さ
せる。なお、図1では、コア部3の幅方向(図1の左右
方向)の中央の1箇所のみに締結部材12、13を装着
しているが、コア部3の幅方向の複数箇所に締結部材1
2、13を装着してもよいことはいうまでもない。ま
た、保持板10はU字状曲げ形状からなる閉塞端部10
aを有しているから、開口部10b側にのみ締結部材1
2を設置するだけでも、電気発熱体9の保持固定が可能
となる。
気発熱体9を保持板10の板面10c、10d間に圧接
保持させる締付け力を熱交換用コア部3に対して作用さ
せる。なお、図1では、コア部3の幅方向(図1の左右
方向)の中央の1箇所のみに締結部材12、13を装着
しているが、コア部3の幅方向の複数箇所に締結部材1
2、13を装着してもよいことはいうまでもない。ま
た、保持板10はU字状曲げ形状からなる閉塞端部10
aを有しているから、開口部10b側にのみ締結部材1
2を設置するだけでも、電気発熱体9の保持固定が可能
となる。
【0023】次に、熱交換用コア部3、特に、コルゲー
トフィン7、70の具体的形態について説明すると、図
4に示すように、熱交換用コア部3は、本例では、暖房
用空気の流れ方向Aに対して偏平チューブ6を1列のみ
配置した構成となっている。そして、熱交換用コア部3
内のコルゲートフィン7のうち、電気発熱体9の両隣に
位置するコルゲートフィン70の高さfh1 を、他の部
位のコルゲートフィン7の高さfh2 より高くしてい
る。
トフィン7、70の具体的形態について説明すると、図
4に示すように、熱交換用コア部3は、本例では、暖房
用空気の流れ方向Aに対して偏平チューブ6を1列のみ
配置した構成となっている。そして、熱交換用コア部3
内のコルゲートフィン7のうち、電気発熱体9の両隣に
位置するコルゲートフィン70の高さfh1 を、他の部
位のコルゲートフィン7の高さfh2 より高くしてい
る。
【0024】次に、上記した暖房用熱交換器Hの製造方
法を説明すると、まず、最初に図1に示す熱交換器構成
を組み付けるコア組付工程を行う。すなわち、熱交換用
コア部3のチューブ6とコルゲートフィン7を交互に積
層するとともに、熱交換用コア部3のうち、電気発熱体
9が設置される部位(図1の4箇所の斜線部)では、隣
接するコルゲートフィン7の折り曲げ頂部の間に、チュ
ーブ6の長手方向に延びる断面U字状の保持板10を配
置する。ここで、この保持板10の対向する2つの板面
10c、10dの間隔を所定間隔に保持するために、こ
の保持板10の内部に、この所定間隔の板厚を持ったダ
ミー板(図示せず)を挿入する。
法を説明すると、まず、最初に図1に示す熱交換器構成
を組み付けるコア組付工程を行う。すなわち、熱交換用
コア部3のチューブ6とコルゲートフィン7を交互に積
層するとともに、熱交換用コア部3のうち、電気発熱体
9が設置される部位(図1の4箇所の斜線部)では、隣
接するコルゲートフィン7の折り曲げ頂部の間に、チュ
ーブ6の長手方向に延びる断面U字状の保持板10を配
置する。ここで、この保持板10の対向する2つの板面
10c、10dの間隔を所定間隔に保持するために、こ
の保持板10の内部に、この所定間隔の板厚を持ったダ
ミー板(図示せず)を挿入する。
【0025】このダミー板は後述の一体ろう付けの工程
に対する耐熱性を有し、かつアルミニュウムろう付けさ
れない特性を持った材質(例えば、カーボン等)で形成
しておく。この組付工程で、タンク1、2、パイプ4、
5、およびサイドプレート8a、8bも組み付けること
はもちろんである。次に、上記のごとくして組み付けた
熱交換器組付体の組付状態を図示しない適宜の治具によ
り保持して、ろう付け炉内に搬入し、ろう付け工程を行
う。すなわち、ろう付け炉内で熱交換器組付体をろう付
け温度(600°C程度)に加熱して、熱交換器各部材
のアルミニウムクラッド材のろう材を溶融し、熱交換器
組付体の各部材間を一体ろう付けする。
に対する耐熱性を有し、かつアルミニュウムろう付けさ
れない特性を持った材質(例えば、カーボン等)で形成
しておく。この組付工程で、タンク1、2、パイプ4、
5、およびサイドプレート8a、8bも組み付けること
はもちろんである。次に、上記のごとくして組み付けた
熱交換器組付体の組付状態を図示しない適宜の治具によ
り保持して、ろう付け炉内に搬入し、ろう付け工程を行
う。すなわち、ろう付け炉内で熱交換器組付体をろう付
け温度(600°C程度)に加熱して、熱交換器各部材
のアルミニウムクラッド材のろう材を溶融し、熱交換器
組付体の各部材間を一体ろう付けする。
【0026】ろう付け終了後に、熱交換器組付体をろう
付け炉から搬出し、常温まで熱交換器組付体の温度が低
下した後に、電気発熱体9の組付工程を行う。すなわ
ち、電気発熱体9はそれ単独で、熱交換器組付体とは別
に、板状の発熱体素子9aの表裏両面を平板状の電極板
9b、9cにより挟み込んで3層のサンドウイッチ構造
とし、電極板9b、9cの周囲を全周にわたって被覆部
材9dにより被覆しておく。
付け炉から搬出し、常温まで熱交換器組付体の温度が低
下した後に、電気発熱体9の組付工程を行う。すなわ
ち、電気発熱体9はそれ単独で、熱交換器組付体とは別
に、板状の発熱体素子9aの表裏両面を平板状の電極板
9b、9cにより挟み込んで3層のサンドウイッチ構造
とし、電極板9b、9cの周囲を全周にわたって被覆部
材9dにより被覆しておく。
【0027】そして、熱交換器組付体の熱交換用コア部
3における4箇所の保持板10の内側に挿入されている
ダミー板を取り出す。この後に、保持板10の対向する
2つの板面10c、10dの内側に形成される所定間隔
L1 の空間に、開口部10bから閉塞端部10a側へ向
かって電気発熱体9を挿入する。このとき、被覆部材9
dが保持板10に圧接するようにして、電気発熱体9を
保持板10内に組み付ける。
3における4箇所の保持板10の内側に挿入されている
ダミー板を取り出す。この後に、保持板10の対向する
2つの板面10c、10dの内側に形成される所定間隔
L1 の空間に、開口部10bから閉塞端部10a側へ向
かって電気発熱体9を挿入する。このとき、被覆部材9
dが保持板10に圧接するようにして、電気発熱体9を
保持板10内に組み付ける。
【0028】この電気発熱体9の組付の後に、締結部材
12、13の両端の引掛け部を上下のサイドプレート8
a、8bの係止溝部8c、8dに引掛けて、上下のサイ
ドプレート8a、8bの間に締結部材12、13を熱交
換用コア部3が圧縮されるように装着する。これによ
り、電気発熱体9を保持板10の内側に圧接保持させる
締付け力を熱交換用コア部3に対して作用させ、電気発
熱体9を保持板10の内側に確実に保持固定できる。ま
た、同時に、電気発熱体9の内部において、発熱体素子
9aの表裏両面が平板状の電極板9b、9cに確実に圧
接するので、小さな接触抵抗で良好な電気導通状態が得
られる。
12、13の両端の引掛け部を上下のサイドプレート8
a、8bの係止溝部8c、8dに引掛けて、上下のサイ
ドプレート8a、8bの間に締結部材12、13を熱交
換用コア部3が圧縮されるように装着する。これによ
り、電気発熱体9を保持板10の内側に圧接保持させる
締付け力を熱交換用コア部3に対して作用させ、電気発
熱体9を保持板10の内側に確実に保持固定できる。ま
た、同時に、電気発熱体9の内部において、発熱体素子
9aの表裏両面が平板状の電極板9b、9cに確実に圧
接するので、小さな接触抵抗で良好な電気導通状態が得
られる。
【0029】次に、上記構成において作動を説明する。
車室の暖房を行うときには、図示しない空調用送風ファ
ンが作動して、暖房用熱交換器Hのコア部3の偏平チュ
ーブ6とコルゲートフィン7、70との間の空隙部に矢
印Aのように暖房用空気が通過する。一方、車両用エン
ジンのウォータポンプ(図示せず)の作動によりエンジ
ンからの温水(熱源流体)が入口パイプ4より温水入口
側タンク1内に流入する。
車室の暖房を行うときには、図示しない空調用送風ファ
ンが作動して、暖房用熱交換器Hのコア部3の偏平チュ
ーブ6とコルゲートフィン7、70との間の空隙部に矢
印Aのように暖房用空気が通過する。一方、車両用エン
ジンのウォータポンプ(図示せず)の作動によりエンジ
ンからの温水(熱源流体)が入口パイプ4より温水入口
側タンク1内に流入する。
【0030】そして、温水は、入口側タンク1にて多数
本の偏平チューブ6に分配され、この偏平チューブ6を
並列に流れる間にコルゲートフィン7、70を介して暖
房用空気に放熱する。多数本の偏平チューブ6を通過し
た温水は、温水出口側タンク2に流入し、ここで集合さ
れ、出口パイプ5から温水は熱交換器外部へ流出し、エ
ンジン側に還流する。
本の偏平チューブ6に分配され、この偏平チューブ6を
並列に流れる間にコルゲートフィン7、70を介して暖
房用空気に放熱する。多数本の偏平チューブ6を通過し
た温水は、温水出口側タンク2に流入し、ここで集合さ
れ、出口パイプ5から温水は熱交換器外部へ流出し、エ
ンジン側に還流する。
【0031】一方、暖房能力を最大に設定する最大暖房
時において、エンジンからの温水の温度が設定温度(例
えば、80°C)より低いときは、外部制御回路から電
気発熱体9の両電極板9b、9cの端子部9e、9f間
に車載電源の電圧を加える。これにより、発熱体素子9
aが通電され発熱する。発熱体素子9aの発熱は電極板
9b、9c、被覆部材9d、保持板10を経て、左右両
隣のコルゲートフィン70、70に伝導されて、このコ
ルゲートフィン70、70から暖房用空気に放熱され
る。
時において、エンジンからの温水の温度が設定温度(例
えば、80°C)より低いときは、外部制御回路から電
気発熱体9の両電極板9b、9cの端子部9e、9f間
に車載電源の電圧を加える。これにより、発熱体素子9
aが通電され発熱する。発熱体素子9aの発熱は電極板
9b、9c、被覆部材9d、保持板10を経て、左右両
隣のコルゲートフィン70、70に伝導されて、このコ
ルゲートフィン70、70から暖房用空気に放熱され
る。
【0032】この場合、電気発熱体9の両隣のコルゲー
トフィン70、70の高さfh1 を、他の部位のコルゲ
ートフィン7の高さfh2 より高くしているため、両隣
のコルゲートフィン70、70における伝熱面積が他の
部位のコルゲートフィン7よりも増大し、その分、両隣
のコルゲートフィン70、70から空気側への伝熱量を
他の部位のコルゲートフィン7よりも増大できる。
トフィン70、70の高さfh1 を、他の部位のコルゲ
ートフィン7の高さfh2 より高くしているため、両隣
のコルゲートフィン70、70における伝熱面積が他の
部位のコルゲートフィン7よりも増大し、その分、両隣
のコルゲートフィン70、70から空気側への伝熱量を
他の部位のコルゲートフィン7よりも増大できる。
【0033】その結果、車両用暖房装置の暖房始動時の
運転条件(ウォームアップ条件)が例えば、外気温:−
20°C、温水温度:40°Cであり、また、保持板1
0の表面温度が120°Cであるときに、両隣のコルゲ
ートフィン70、70のチューブ側端部B(図3)の温
度を図3に示すように、温水温度:40°Cと略同等の
温度にして、電気発熱体9の発熱量のほぼ全部を空気側
に放熱することが可能となる。
運転条件(ウォームアップ条件)が例えば、外気温:−
20°C、温水温度:40°Cであり、また、保持板1
0の表面温度が120°Cであるときに、両隣のコルゲ
ートフィン70、70のチューブ側端部B(図3)の温
度を図3に示すように、温水温度:40°Cと略同等の
温度にして、電気発熱体9の発熱量のほぼ全部を空気側
に放熱することが可能となる。
【0034】これにより、電気発熱体9の発熱量が偏平
チューブ6内の低温温水に奪われることを阻止して、電
気発熱体9の発熱量を暖房空気加熱のために有効利用で
きる。従って、温水の低温時でも、電気発熱体9の発熱
によって暖房空気を速やかに加熱して即効暖房を行うこ
とができる。なお、車両用暖房装置では、窓ガラスの曇
り止めのために、冬期暖房時には、通常、内外気吸入モ
ードを外気導入側に設定して暖房作動を行うため、暖房
用熱交換器Hへの流入空気温度は上記外気温度と同等温
度となる。
チューブ6内の低温温水に奪われることを阻止して、電
気発熱体9の発熱量を暖房空気加熱のために有効利用で
きる。従って、温水の低温時でも、電気発熱体9の発熱
によって暖房空気を速やかに加熱して即効暖房を行うこ
とができる。なお、車両用暖房装置では、窓ガラスの曇
り止めのために、冬期暖房時には、通常、内外気吸入モ
ードを外気導入側に設定して暖房作動を行うため、暖房
用熱交換器Hへの流入空気温度は上記外気温度と同等温
度となる。
【0035】図3において、線Cは両隣のコルゲートフ
ィン70、70の温度が発熱体側端部からチューブ側端
部Bに向かって徐々に低下していく状態を示している。
上記した条件下において、コルゲートフィン70、70
のチューブ側端部Bの温度が温水温度(40°C)と略
同等になる高さfh1 を1次元フィン効率の式から算出
すると、fh1 =6.5mmとなる。
ィン70、70の温度が発熱体側端部からチューブ側端
部Bに向かって徐々に低下していく状態を示している。
上記した条件下において、コルゲートフィン70、70
のチューブ側端部Bの温度が温水温度(40°C)と略
同等になる高さfh1 を1次元フィン効率の式から算出
すると、fh1 =6.5mmとなる。
【0036】一方、他の部位のコルゲートフィン7の高
さfh2 は、通常、4.5mmであり、この高さfh2
=4.5mmをそのまま両隣のコルゲートフィン70、
70にも適用すると、チューブ側端部Bの温度は略60
°Cとなり、温水温度より20°Cも高くなってしま
う。そのため、この温度差により電気発熱体9の発熱量
が偏平チューブ6内の低温温水に奪われることになる
が、本実施形態によると、両隣のコルゲートフィン7
0、70の高さfh1 の拡大により、この不具合を解消
できる。
さfh2 は、通常、4.5mmであり、この高さfh2
=4.5mmをそのまま両隣のコルゲートフィン70、
70にも適用すると、チューブ側端部Bの温度は略60
°Cとなり、温水温度より20°Cも高くなってしま
う。そのため、この温度差により電気発熱体9の発熱量
が偏平チューブ6内の低温温水に奪われることになる
が、本実施形態によると、両隣のコルゲートフィン7
0、70の高さfh1 の拡大により、この不具合を解消
できる。
【0037】なお、電気発熱体9の発熱体素子9aは所
定の設定温度T0 にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特
性を有するPTC素子であるから、周知のごとく、その
発熱温度を設定温度T0 に自己制御する自己温度制御機
能を備えている。 (第2実施形態)上記の第1実施形態では、電気発熱体
9の両隣のコルゲートフィン70、70の高さfh
1 を、他の部位のコルゲートフィン7の高さfh2 より
高くしているが、図5の第2実施形態のように、電気発
熱体9の両隣のコルゲートフィンのうち、片側(図5で
は下側)のコルゲートフィン70のみの高さfh1 を他
の部位のコルゲートフィン7の高さfh2 より高くする
ようにしてもよい。
定の設定温度T0 にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特
性を有するPTC素子であるから、周知のごとく、その
発熱温度を設定温度T0 に自己制御する自己温度制御機
能を備えている。 (第2実施形態)上記の第1実施形態では、電気発熱体
9の両隣のコルゲートフィン70、70の高さfh
1 を、他の部位のコルゲートフィン7の高さfh2 より
高くしているが、図5の第2実施形態のように、電気発
熱体9の両隣のコルゲートフィンのうち、片側(図5で
は下側)のコルゲートフィン70のみの高さfh1 を他
の部位のコルゲートフィン7の高さfh2 より高くする
ようにしてもよい。
【0038】(他の実施形態)上記の第1、第2実施形
態では、熱交換用コア部3において、偏平チューブ6を
暖房用空気の流れ方向Aに1列のみ配置しているが、暖
房用空気の流れ方向Aに偏平チューブ6を2列配置する
タイプのものにも同様に本発明は適用できる。また、暖
房用熱交換器Hに電気発熱体9を一体化する場合に電気
発熱体9の設置形態を図1の形態に限らず、暖房用熱交
換器Hの仕様の変化等に対応して種々変更し得ることは
もちろんである。
態では、熱交換用コア部3において、偏平チューブ6を
暖房用空気の流れ方向Aに1列のみ配置しているが、暖
房用空気の流れ方向Aに偏平チューブ6を2列配置する
タイプのものにも同様に本発明は適用できる。また、暖
房用熱交換器Hに電気発熱体9を一体化する場合に電気
発熱体9の設置形態を図1の形態に限らず、暖房用熱交
換器Hの仕様の変化等に対応して種々変更し得ることは
もちろんである。
【0039】また、暖房用熱交換器Hに循環する熱源流
体としては、温水に限らず、エンジンオイル等の油類で
あってもよいことはもちろんである。また、チューブ手
段として、偏平チューブ以外の他の形状のチューブを用
いたり、フィン手段として、コルゲートフィン以外の他
の形状のフィン(プレートフィン等)を用いることもで
きる。
体としては、温水に限らず、エンジンオイル等の油類で
あってもよいことはもちろんである。また、チューブ手
段として、偏平チューブ以外の他の形状のチューブを用
いたり、フィン手段として、コルゲートフィン以外の他
の形状のフィン(プレートフィン等)を用いることもで
きる。
【図1】本発明を適用する暖房用熱交換器全体の斜視図
である。
である。
【図2】図1の電気発熱体設置部の拡大斜視図である。
【図3】図1の電気発熱体設置部の部分拡大縦断面図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第1実施形態を示すもので、暖房用熱
交換器のコア部の電気発熱体設置部の横断面図である。
交換器のコア部の電気発熱体設置部の横断面図である。
【図5】本発明の第2実施形態を示すもので、図4に対
応する横断面図である。
応する横断面図である。
1、2…タンク、3…熱交換用コア部、6…偏平チュー
ブ、7、70…コルゲートフィン、9…電気発熱体。
ブ、7、70…コルゲートフィン、9…電気発熱体。
Claims (2)
- 【請求項1】 熱源流体が流通するチューブ手段(6)
と、このチューブ手段(6)に伝熱関係に組付けられた
フィン手段(7)とにより熱交換用コア部(3)が構成
されており、 この熱交換用コア部(3)の一部の部位に電気発熱体
(9)を設置する暖房用熱交換器において、 前記フィン手段(7)のうち、前記電気発熱体(9)の
両隣に位置するフィン手段(70)の少なくとも一方の
高さ(fh1 )を、他の部位のフィン手段(7)の高さ
(fh2 )より高くしたことを特徴とする暖房用熱交換
器。 - 【請求項2】 熱源流体が流通する偏平チューブ(6)
を多数本並列配置するとともに、この多数本の偏平チュ
ーブ(6)の間にコルゲートフィン(7)を接合するこ
とにより熱交換用コア部(3)が構成されており、 この熱交換用コア部(3)の一部の部位に電気発熱体
(9)を設置する暖房用熱交換器において、 前記コルゲートフィン(7)のうち、前記電気発熱体
(9)の両隣に位置するコルゲートフィン(70)の少
なくとも一方の高さ(fh1 )を、他の部位のコルゲー
トフィン(7)の高さ(fh2 )より高くしたことを特
徴とする暖房用熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2134998A JPH11217019A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 暖房用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2134998A JPH11217019A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 暖房用熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11217019A true JPH11217019A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12052625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2134998A Pending JPH11217019A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 暖房用熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11217019A (ja) |
-
1998
- 1998-02-02 JP JP2134998A patent/JPH11217019A/ja active Pending
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